談石墨烯材料的阻燃應用

     石墨烯具有很多超級的性能，它一直被用于新的應用領域，其中最新的應用之一是防火。石墨烯是由碳組成的，可能你會覺得它會像木炭一樣燃燒。事實上石墨烯是很好的阻燃材料。

　　火災產生要素

  　要了解火災蔓延的情況，你需要知道火災三角模型，氧氣、熱量和燃料的模式是火災啟動和維持所必需的。任何火災都需要氧氣、熱量和燃料。缺乏其中的任何一個，火災就不起作用。所有防火涂料的目標都是針對這三個關鍵因素之一。

　　石墨烯是如何作為阻燃劑的

  　石墨烯和氧化石墨烯納米片可作為可與各種液體和聚合物混合的粉末和糊劑獲得。這種靈活性使其成為各種產品的理想添加劑和涂料。中國河南大學的一個研究小組研究了石墨烯的工作方式，發現石墨烯防止火災蔓延的方法有幾種。中國研究小組發現，當石墨烯涂層被燒焦時，它就會發光。這個炭層密集且連續，它會阻擋表面，阻止氧氣進入材料的深處。石墨烯有更多的性能。它傳導熱量非常好，這意味著局部的熱量被傳導到其余的材料中并分散，使得火勢難以傳播。導熱和焦炭阻塞產生了所謂的迷宮效應，其中熱量和燃燒氣體必須遵循通向燃料的曲折路徑，并且這有效地防止了火焰的蔓延。

  　除了阻燃效果，石墨烯和氧化石墨烯也具有非常高的表面積。這可以吸附易燃有機揮發物，并阻止其在燃燒過程中的釋放和擴散。石墨烯添加劑和涂料很可能會減少火災中的有毒氣體。可以看到石墨烯研究的步伐令人嘆為觀止。這些新材料有太多的用途，可以挽救生命是這項技術特別令人滿意的應用方向。

　　石墨烯在防火涂料中的阻燃機理被認為是以下幾種阻燃作用的疊加:

    （1）石墨烯的二維片層結構能在涂料中層層疊加，形成致密的物理隔絕層，提高阻燃性能。

    （2）石墨烯可以與涂料中樹脂進行交聯復合，進一步形成一層致密的保護膜，起到阻隔空氣的作 用，從而發揮阻燃的效果。

    （3）在高溫下石墨烯涂層燃燒產生二氧化碳和水，并生成更加致密、連續的碳層，阻隔作用更強。

     石墨烯作為一種無鹵、綠色的聚合物阻燃劑成為研究熱點。無論是單獨使用亦或與其他阻燃劑一起使用都在提高聚合物阻燃性能上發揮重要作用，并且通過改性石墨烯或與其他阻燃劑共混的方式可豐富其阻燃方式。對于21世紀的人們對綠色、環保呼聲高漲的今天，石墨烯優異的阻燃性能一定會成為國際阻燃市場上的重要角色。